«Proceedings of Gubkin University»

GAS STATE EFFECT INSIDE PORE SPACE ON CHARACTERISTISCS OF FRENKEL−BIOT P-WAVES

UDC: 622.32
DOI: -

Authors:

Keywords: partly saturated porous medium, linear waves, microbubbles of gas

Annotation:

Three typical cases when gas inside pore space forms bubbles are considered: gas microbubbles occluded in continuous saturating liquid; microbubbles adsorbed on pore surface; marobubbles occupying one or several pores. Theoretical analysis of the effect of these gas states on the characteristics of Frenkel−Biot P-waves is carried out. Analytical expressions for phase velocities of Frenkel−Biot P-waves are derived for low-and high-frequency ranges. It is shown that attenuation coefficient of 1st wave (i.e. P-wave which is determined mainly by compressibility of saturating liquid and material of porous matrix) essentially depends on gas state inside the pore space. Since the presence of gas microbubbles occluded in continuous saturating liquid is important for some practical applications (for example, some techniques to enhance oil recovery), the attenuation coefficient of 1st wave can be used as a diagnostic parameter.

Bibliography:

1. Френкель Я.И. К теории сейсмических и сейсмоэлектрических явлений во влажной почве//Изв. АН СССР. Сер. География и геофизика. - 1944. - Т. 8. - № 4. - С. 134-149.
2. Biot M.A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated solid. I. Low frequency range//J. Acoust. Soc. Amer. - 1956. - V. 28. - P. 168-178. II. Higher frequency range//J. Acoust. Soc. Amer. - 1956. - V. 28. - P. 179-191.
3. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. - М.: Недра, 1984. - 232 с.
4. Терцаги К. Теоретическая механика грунтов. - М.: Стройиздат, 1961. - 507 с.
5. Brutsaert W. The propagation of elastic waves in unconsolidated unsaturated granular medium//J. Geophys. Res. - 1964. - V. 69. - № 2. - P. 243-257.
6. Santos J.E., Douglas J., Corbero J.M., Lovera O.M. A model for wave propagation in a porous medium saturated by a two-phase fluid//J. Acoust. Soc. Amer. - 1990. - V. 87. - P. 1439-1448.
7. Ravazzoli C.L., Santos J.E., Carcione J.M. Acoustic and mechanical response of reservoir rocks under variable saturation and effective pressure//J. Acoust. Soc. Amer. - 2003. - V. 113. - P. 1801-1811.
8. Smeulders D.M.J. On wave propagation in saturated and partly saturated porous media. PhD Thesis. Eindhoven Technical University, 1992. - 130 p.
9. Wei C., Muraleetharan K.J. A continuum theory of porous media saturated by multiple immiscible fluids: I. Linear poroelasticity//Inter. J. Engineering Sci. - 2002. - V. 40. - P. 1807-1833.
10. Быков В.Г. Нелинейные сейсмические волны в пористой частично насыщенной среде с капиллярными силами//Физика Земли. - 1997. - № 3. - С. 87-91.
11. Domenico S.N. Effect of brine-gas mixture on velocity in an unconsolidated sand reservoirs//Geophysics. - 1976. - Vol. 41, № 5, pp. 882-894.
12. Elliot S.E., Willey B.F. Compressional velocities of partially saturated unconsolidated sands//Geophysics. - 1975. - Vol. 40, № 6, pp. 949-954.
13. Cadoret T., Mavko G., Zinszner B. Fluid distribution effect on sonic attenuation in partially saturated limestones//Geophysics. - 1998. - Vol. 63, № 1, pp. 154-160.
14. Wood A.B. Textbook of sound. London: G. Bell and Sons Ltd. - 1955. - 611 p.
15. Болотов А.А., Мирзаджанзаде А.Х., Нестеров И.И. Реологические свойства растворов газов в жидкости в области давления насыщения. Изв. АН СССР. Сер. Механика жидкости и газа. - 1988. - № 1. - С. 172-175.
16. Степанова Г.С. Газовые и водогазовые методы воздействия на нефтяные пласты/ М. «Газоил пресс» 2006. - 200 с.
17. Степанова Г.С., Ненартович Т.Л., Ягодов Г.Н., Николаевский В.Н. Влияние ультразвуковых колебаний на процесс разгазирования нефти//Бурение и нефть. - 2003. - № 7-8. - С. 36-38.
18. Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика. - М.: Недра, 1996. - 447 с.

19. Михайлов Д.Н., Степанова Г.С. Экспериментальное и теоретическое обоснование технологии водогазового воздействия, основанной на эффекте пенообразования//Нефтяное хозяйство. - 2008. - № 3.
20. Чарный И.А. Подземная гидрогазодинамика. - М.: Гостоптехиздат, 1963. - 396 с.
21. Mochizuki S. Attenuation in partially saturated rocks//J. Geophys. Res. - 1982. - V. 87, N B10. - P. 8598-8604.
22. Донцов В.Е., Кузнецов В.В., Накоряков В.Е. Волны давления в пористой среде, насыщенной жидкостью с пузырьками газа//Изв. АН СССР. МЖГ. - 1987. - № 4. - С. 85-92.
23. Дунин С.З., Михайлов Д.Н., Николаевский В.Н. Продольные волны в частично насыщенных пористых средах: влияние газовых пузырьков//Прикладная математика и механика. - 2006. - № 2.
24. Михайлов Д.Н., Николаевский В.Н. Динамика потока в пористых средах при нестационарных фазовых проницаемостях//Изв. РАН. Cер. Механика жидкости и газа. - 2000. - № 5. - C. 103-113.
25. Стрижов И.Н., Пятибратов П.В., Михайлов А.И., Нечаева Е.В. Фазовые проницаемости, используемые при расчете показателей работы скважин с забойными давлениями ниже давления насыщения//Нефтяное хозяйство. - 2006. - № 11.
26. Степанова Г.С. Механизм вытеснения нефти газом//Газовая промышленность. - 2001. № 11. - С. 58-63.